一个物体正在绕固定光滑轴自由转动，（ ）A. 它受热膨胀或遇冷收缩时，角速度不变B. 它受热时角速度变大，遇冷时角速度变小C. 它受热或遇冷时，角速度均变大D. 它受热时角速度变小，遇冷时角速度变大

本题考查角动量守恒定律的应用，核心在于理解转动惯量变化对角速度的影响。当物体绕固定光滑轴自由转动时，外力矩为零，角动量保持不变。若物体受热膨胀或遇冷收缩，其形状变化会导致转动惯量改变，从而引起角速度反向变化。关键点在于：转动惯量增大时角速度减小，转动惯量减小时角速度增大。

角动量守恒定律

当系统所受外力矩为零时，角动量 $L = I \omega$ 保持不变，其中 $I$ 为转动惯量，$\omega$ 为角速度。

温度变化对转动惯量的影响

• 受热膨胀：物体尺寸增大（如半径 $r$ 增大），转动惯量 $I = k m r^2$（$k$ 为与形状相关的常数）增大。为保持 $L$ 不变，$\omega$ 必须减小。
• 遇冷收缩：物体尺寸减小（$r$ 减小），$I$ 减小。此时 $\omega$ 需增大以维持 $L$ 不变。

选项分析

• A：角速度不变，仅在 $I$ 不变时成立，但温度变化导致 $I$ 改变，错误。
• B：受热角速度变大，与分析相反，错误。
• C：遇冷角速度变大，但受热时应变小，错误。
• D：受热 $\omega$ 减小，遇冷 $\omega$ 增大，符合分析，正确。